公路车辆动态称重系统解决方案
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C"G车辆的稳态载荷 /"C0G
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C!G车辆的动态载荷 /!C0GK/!C0G在称重过程中 作 为噪 声在信 号 的 预 处 理 中 予 以 消 除H具 体 方 法 见 文 献 ’J(K
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目 前 动 态 称 重 系 统 虽 然 结 构 形 式 多 样H但 就 其 称重原理而言都是通过承载板利用传感单元检测到
重 力信号H而后 对 该 信 号 作 简 单 的 滤 波 处 理 得 到 轴 载 K因 此 H目 前 各 种 形 式 的 动 态 称 重 系 统 H严 格 地 讲 H 只能 算 是准动态 称 重H这 是 因 为 现 有 的 称 重 系 统 仅 对 称重信号作简 单 的 数 学 滤 波 处 理H而 缺 乏 更 深 一 层 次 的信号处理 技 术H所 以 这 需 较 长 的 承 载 板 或 较 低 的车辆通过速 度H以 保 证 信 号 经 过 一 定 时 间 的 衰 减H稳定到一定程度才开始计量处理 K ’!( 为此H必须 寻求新的测量方法以及动态信号的处理方法K限于
X9
西安公路交通大学学报
7996年
由 于 在 上 述 推 导 过 程 中!对 时 变 非 线 性 方 程 采 用 分段线性化的 处 理 方 法!而 实 际 模 型 则 是 随 时 间 改 变的!在算法 的 选 择 上 应 采 用 限 定 记 忆 的 最 小 二 乘 法 !这 样 随 着 时 间 的 推 移 !不 断 补 充 新 的 信 息 丢 弃 旧 的 信 息 "同 时 考 虑 短 数 据 且 含 有 白 噪 声 的 状 况 !参 数 辨 识方法可采用 #$%& 算 法!有 兴 趣 的 读 者 可 参 阅 文 献 ’()*’+)"
收 稿 日 期万@!方###数A#BA据!#
作者简介@凌 杰C"DEFAGH男H安徽砀山县人H长安大学博士生
篇 幅 H本 文 先 就 第 一 个 问 题 提 出 解 决 方 案 H该 方 案 基 于控制理论中不同的系统具有不同的动态特性K
, 称量模型的推导’-(
为 了 减 少 车 辆 对 称 重 系 统 的 冲 击H提 高 称 重 系 统的固有频率K本文采用称重平台铰链结构K其原 理 如图 "C见下页GK车辆从 左向 右以一 定的速 度 . 通 过 时 H承 载 板 受 到 作 用 力 有
U 模型实验
根据上述测量方案作者进行了模型实验"通过 电 动 小汽车和标 准 砝 码 给 动 态 称 重 系 统 加 载!小 汽 车空载质量 (V(WBXY!车辆匀速行驶Z实际上由上述 测量方法可以看出这一条件并不是必须的[!表 6给 出部分实验结果"
表 6 部分实验数据
砝码质量 标准总质量 速度 前轴质量\Y 后轴质量\Y测量总质量 误差
通过结构的设计可使水平方向的力对称重系统
的影 响相对 动态 载 荷 而 言 可 忽 略 不 计H为 此 仅 考 虑 垂直方向K
当 车 轮 行 驶 到 距 离 铰 接 轴 线 3位 置 处H)Nw
第 %期
凌 杰1等!公 路 车辆 动 态 称重 系统解 决方案
Y[
系统的动力学分析如下! "#$车轮受到的作用力"见图 %$
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第 !"卷 第 !期 !##"年 $月
西安公路交通大学学报 %&’()*+&,-./*)0.123*45).67(8.94
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文 章 编 号 @"##IA$""!C!##"G#!A##FFA#J
公路车辆动态称重系统解决方案
凌 杰H龙水根
C长安大学 工程机械学院H陕西 西安 I"##E$G
<:5(,%7=--%/.%5678% --./598%.*()2/5(),7 "?$ 对 其 进 行 拉 氏 变 换 1并 考 虑 到 实 际 应 用 中 1数 据 处 理
是在离 散 状态下进行 的1为此须 通过 @变 换 转换 为 离 散 化 模 型 1详 细 过 程 请 参 阅 文 献 <4=3
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图 # 动态称重原理
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图 % 车轮受力状况
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很 方便 的3 为 使 模 型 清 晰1同 时 增 加 输 入 端 白 噪 声
摘 要@提出了一种新的车辆动态称重系统解决方案K首先导出测量模型H然后提出利用 LMN: 算
法 进 行 参 数 识 别 H并 进 行 了 模 型 实 验 H证 明 了 该 方 案 的 可 行 性 K
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图 4 称台受力状况
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由 式 "#$;"%$得
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在 ,$-, 参 数 识 别 的 问 题 中!通 常 选 择 输 出 变量的延迟作为辅助变量!即.取 /012034!则辅助变 量矩阵
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501
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在车辆正常 行 驶 中H测 量 车 辆 的 轴 载 和 其 它 交 通 数 据 对 于 公 路 的 规 划"设 计"施 工"营 运"养 护"执 法 和 投资具有重 要 的 意 义H同 时 车 辆 的 轴 载 对 公 路 具 有 很 大 的 破 坏 作 用 K已 经 证 明 H道 路 的 破 坏 与 轴 载 呈 $次 方 指 数 关 系H即 单 轴 等 效 轴 载 #p$h% C轴 重 &F;"EG$ ’"(H为 此 世 界 上 发 达 国 家 都 很 重 视 车 辆 动 态称重 系 统 C)7.12A.)Aw&9.&)简 称 )NwG的 研 究H 中 国 公 路 研 究 部 门 也 于 *八 五 +期 间 开 始 了 初 步 的 尝 试K
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目 前 动 态 称 重 系 统 虽 然 结 构 形 式 多 样H但 就 其 称重原理而言都是通过承载板利用传感单元检测到
重 力信号H而后 对 该 信 号 作 简 单 的 滤 波 处 理 得 到 轴 载 K因 此 H目 前 各 种 形 式 的 动 态 称 重 系 统 H严 格 地 讲 H 只能 算 是准动态 称 重H这 是 因 为 现 有 的 称 重 系 统 仅 对 称重信号作简 单 的 数 学 滤 波 处 理H而 缺 乏 更 深 一 层 次 的信号处理 技 术H所 以 这 需 较 长 的 承 载 板 或 较 低 的车辆通过速 度H以 保 证 信 号 经 过 一 定 时 间 的 衰 减H稳定到一定程度才开始计量处理 K ’!( 为此H必须 寻求新的测量方法以及动态信号的处理方法K限于
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西安公路交通大学学报
7996年
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表 6 部分实验数据
砝码质量 标准总质量 速度 前轴质量\Y 后轴质量\Y测量总质量 误差
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凌 杰1等!公 路 车辆 动 态 称重 系统解 决方案
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公路车辆动态称重系统解决方案
凌 杰H龙水根
C长安大学 工程机械学院H陕西 西安 I"##E$G
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图 # 动态称重原理
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大 于 #即 可1在 实 际 应 用 中 E 的 确 定 取 决 于 JKL
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#71其 选 择 结 果 对 计 算 结 果 影 响 不 大 3
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由 此 式 可 以 看 出1动 态 称 重 转 化 为 瞬 时 速 度 的
测量和 系统 参数 的 辨 识 问 题1对 高 精 度 测 量 车 速 是
很 方便 的3 为 使 模 型 清 晰1同 时 增 加 输 入 端 白 噪 声
摘 要@提出了一种新的车辆动态称重系统解决方案K首先导出测量模型H然后提出利用 LMN: 算
法 进 行 参 数 识 别 H并 进 行 了 模 型 实 验 H证 明 了 该 方 案 的 可 行 性 K
关 键 词 @动 态 称 重 O建 模 O系 统 辨 识
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终值定理
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TUVMR*
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图 4 称台受力状况
式 中 !:为 承 载 板 转 动 惯 量 067 为 折 合 到 传 感 器 端 的 等效阻尼3
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